Question

15．硫及其化合物广泛存在于自然界中，回答下列问题：
（1）写出硫原子的核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；根据洪特规则，在基态³²S原子中，单独占据一个轨道的电子有2个．
（2）H₂S分子的立体结构呈V形，该分子属于极性分子（填“极性”或“非极性”）．
（3）SO₂分子中，共价键的类型有σ键、π键，S原子的杂化轨道类型是sp²，写出一个与SO₂具有相同空间构型的分子或离子H₂O、H₂S等．
（4）SO₃的三聚体环状结构如下图所示．该结构中S-O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为a（填图中字母），该分子中含有12个σ键．

Answer 1

分析 （1）S原子核外电子数为16，根据能量最低原理书写核外电子排布式；同一能级中的电子优先占据一个轨道，且自旋方向相同；
（2）H₂S分子中S原子形成2个σ键，含有2对孤对电子，为V形结构，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子；
（3）SO₂分子中原子之间形成2对共用电子对，S原子价层电子对数=2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，则S原子杂化轨道数目为3；互为等电子体的微粒它们的空间构型相同，而原子总数相等、价电子总数相同的微粒互为等电子体；
（4）黑色球为S原子，白色球为O原子，连接2个S原子的氧原子与S原子之间形成单键，连接1个S原子的氧原子与S之间形成双键，双键比较单键稳定，双键的键长较短．双键含有1个σ键、1个π键．

解答 解：（1）S原子核外电子数为16，核外电子排布式为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁴，同一能级中的电子优先占据一个轨道，且自旋方向相同，在基态³²S原子中，3p能级中有2个电子单独占据一个轨道，
故答案为：1s²2s²2p⁶3s²3p⁴；2；
（2）H₂S分子中S原子形成2个σ键，含有2对孤对电子，为V形结构，分子中正负电荷重心不重合，属于极性分子，故答案为：V；极性；
（3）SO₂分子中原子之间形成2对共用电子对，含有σ键、π键，S原子价层电子对数=2+$\frac{6-2×2}{2}$=3，则S原子杂化轨道数目为3，S原子采取sp²杂化；互为等电子体的微粒它们的空间构型相同，与SO₂具有相同空间构型的微粒为H₂O、H₂S等，
故答案为：σ键、π键；sp²；H₂O、H₂S等；
（4）黑色球为S原子，白色球为O原子，连接2个S原子的氧原子与S原子之间形成单键，连接1个S原子的氧原子与S之间形成双键，双键比较单键稳定，双键的键长较短，较短的键为a，双键含有1个σ键、1个π键，该分子中含有12个σ键，
故答案为：a；12．

点评 本题是对物质结构与性质的考查，涉及核外电子排布、分子构型、杂化方式、化学键、等电子体、分子极性等，旨在考查学生对基础知识的理解掌握，难度中等．